VOLUME 2 NO., FEBRUARI 26 MENENTUKAN AWAL MUSIM TANAM DAN OPTIMASI PEMAKAIAN AIR DAN LAHAN DAERAH IRIGASI BATANG LAMPASI KABUPATEN LIMAPULUH KOTA DAN KOTA PAYAKUMPUH Mas Mera dan Hendra 2 ABSTRAK Daerah Irigasi Batang Lampasi berada di Kabupaten Limapuluh Kota dan Kota Payakumbuh, sedangkan weirnya terdapat di Limapuluh Kota. Sebagian areal irigasi Batang Lampasi ini tidak menghasilkan padi maupun palawija, karena pengaturan air untuk musim tanam tidak berpedoman pada volume andalan sungai. Dari hasil pengukuran, efisiensi saluran primer, sekunder dan tersier Daerah Irigasi Batang Lampasi diperkirakan sebesar 64 %. Berdasarkan keadaan eksisting yang telah dilakukan petani, maka perlu dilakukan pengaturan pola tanam dengan menentukan awal musim tanam yang tepat agar penggunaan lahan dapat dioptimalkan. Berdasarkan volume andalan diperoleh volume air terbesar di Januari II dan Januari I, sehingga awal musim tanam dipilih pada Januari I dan Januari II. Dalam studi ini ditetapkan tiga alternatif pola tanam yang dipilih yaitu: padi-padi (kondisi eksisting); padi-padi-padi; dan padi-padi-palawija. Optimasi ketiga pola tanam tadi menggunakan metode goal programming, dengan fungsi sasarannya adalah memaksimalkan luas lahan dan meminimalkan kebutuhan air, dan fungsi kendalanya adalah luas areal irigasi dan volume andalan sungai. Hasil optimasi dengan metode Goal Programming diperoleh pola tanam yang menghasilkan luas lahan optimal yaitu pola tanam padi (39 ha) padi (848 ha) palawija (5 ha) dari luas areal 5 Ha. Kata kunci: volume andalan, musim tanam, kebutuhan air, pola tanam, goal programming.. PENDAHULUAN Untuk meningkatkan produksi dan menunjang produktivitas pangan diperlukan ketersediaan air yang cukup, agar pola tanam dapat dilaksanakan secara optimal. Konsekuensinya adalah penggunaan air irigasi selayaknya dilakukan secara efektif dan efisien dengan cara menentukan awal musim tanam yang tepat. Untuk menentukan jenis tanaman yang akan di tanam pada musim tertentu kita harus memperhatikan ketersediaan air. Kegiatan penyuluhan tentang pengaturan pola tanam hendaknya dapat disesuaikan dengan ketersediaan air yang ada, agar pemakaian air bisa maksimal. Ketersediaan air yang sedikit dan tidak sesuai dengan luas lahan yang ada perlu dilakukan optimasi, supaya hasil yang didapat bisa maksimal dalam satu tahun. Peneliti terdahulu tentang masalah ini di antaranya adalah Pamuji (27), Wardhani (28), Aji (29), Mahmud (29), Prasetijo (2), Taufan dkk (23) dan Talitha (23). Pamuji (27) melakukan optimasi pemakaian air dan lahan di Daerah Irigasi Banjaran Kabupaten Banyumas Jawa Tengah. Hasilnya adalah tahap I pada Oktober I (79,5 ha), tahap II pada Oktober II (25,74 ha), tahap III pada Nopember I Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas, masmera@ft.unand.ac.id 2 Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas, hendra.73hh@gmail.com
Menentukan Awal Musim Tanam dan Optimasi Pemakaian Air dan Lahan Daerah Irigasi Batang Lampasi Kabupaten Limapuluh Kota dan Kota Payakumbuh (25,74 ha), tahap IV pada Nopember II (2658,82 ha) tahap V pada Desember I (3573,5 ha) dan tahap VI pada Desember II (3573,5 ha). Wardhani (28) melakukan optimasi pemakaian air irigasi Tajum Kabupaten Banyumas. Hasilnya adalah ketersediaan air di Daerah Irigasi Tajum masih mencukupi kebutuhan air irigasi yaitu 32 ha, dengan musim tanam I dimulai pada pertengahan bulan Oktober secara serentak. Aji (29) melakukan optimasi penggunaan air pada Daerah Irigasi Mrican Kanan di Kabupaten Kediri Jawa Timur. Hasilnya adalah pola tanam padipalawija-palawija dengan awal tanam bulan Desember I yaitu Rp.5.394.972.53 (eksisting) menjadi Rp.6.69.56.64 (pola tanam baru). Mahmud (29) melakukan optimasi potensi dan pola pemanfaatan air di Daerah Irigasi Wawatobi Sulawesi Tenggara, dengan melakukan enam alternatif awal tanam yaitu Desember I, Desember II, Januari I, Januari II, Februari I dan Februari II. Hasilnya adalah alternatif ke-tiga, yaitu pada Januari I yang memberikan solusi terbaik. Prasetijo (2) melakukan optimasi pola tanam untuk memaksimalkan keuntungan petani di Daerah Irigasi Prambatan Kiri Jawa Timur. Hasilnya pola tanam padi/apel-padi/palawija/apel-padi/palawija/apel yang mendapatkan keuntungan paling maksimum. Taufan dkk (23) melakukan optimasi pola tanam di Daerah Irigasi Konto Surabaya terletak di Kabupaten Jombang dengan menggunakan program linear. Dari beberapa alternatif rencana, diperoleh pola tanam yang memberikan penghasilan terbesar yaitu pola tanam padi-tebu, padi-palawija-tebu, palawija-tebu pada awal tanam Desember dengan penghasilan Rp. 89,59,5,. dan intensitas tanam 248,97 %. Talitha (23) melakukan optimasi penggunaan lahan dan air di Daerah Irigasi Kandis Kecamatan Lengayang Kabupaten Pesisir Selatan Sumatera Barat, dengan tiga alternatif pola tanam yaitu padipadi-padi, padi-padi-palawija dan padi-padi/palawija-padi/palawija dengan awal tanam, yaitu Oktober I dan Oktober II. Hasilnya adalah pola tanam padi-padi-palawija dengan awal tanam Oktober II yang memberikan hasil terbesar. Tujuan penelitian ini adalah mengoptimasikan pemakaian air irigasi Batang Lampasi dengan berbagai pola tanam menggunakan metode goal programming dengan fungsi sasarannya adalah memaksimalkan luas lahan dan, meminimalkan kebutuhan air, dan fungsi kendalanya adalah luas areal irigasi, yang diperhitungkan dalam masalah ini adalah 5 ha, dan volume andalan sungai. 2. METODOLOGI, HASIL DAN DISKUSI Penelitian ini dimulai dengan melakukan survey ke lapangan dengan mewawancarai penduduk untuk mendapatkan informasi tentang pola tanam yang dilakukan selama ini, tanaman yang ditanami dan keadaan air irigasi. Memeriksa jaringan irigasi untuk mengatahui kondisi eksisting jaringan irigasi, meminta informasi dari juru irigasi tentang luas areal irigasi untuk memperkirakan luas areal Daerah Irigasi Batang Lampasi saat ini dan mengukur debit sesaat untuk menentukan efisiensi jaringan irigasi. Selanjutnya mengumpulkan data curahan hujan yang diperoleh dari Balai PSDA Wilayah Bukittinggi, yaitu data curahan hujan 5-harian pada stasiun curahan hujan Tanjung Pati selama 2 tahun dari tahun 993 sampai 22, untuk menentukan hujan andalan dan hujan efektif. Data klimatologi dengan panjang tahun dari tahun 22 sampai 22 juga diperoleh dari Balai PSDA Wilayah Bukittinggi, untuk menentukan evapotranspirasi potensial yang dipengaruhi beberapa faktor, seperti intensitas penyinaran matahari, kecepatan angin, temperatur udara, dan tekanan udara. Evapotranspirasi potensial juga menggambarkan energi yang didapatkan dari matahari. Data debit sungai juga diperoleh dari Balai PSDA Wilayah Bukittinggi, yaitu data debit 5-harian Batang Lampasi selama 2 tahun dari tahun 993 sampai 22, untuk memperkirakan debit andalan 5-harian dengan tingkat keandalan sebesar 8%, yaitu debit dengan peluang kejadian 8% terpenuhi. 2 JURNAL REKAYASA SIPIL
Mas Mera dan Hendra 2.. Efisiensi Saluran Mengukur debit sesaat dengan menggunakan current meter untuk menentukan efisiensi saluran irigasi (Tabel 2.). Tabel 2.. Rekapitulasi pengukuran debit Daerah Irigasi Batang Lampasi Lokasi Jarak Kehilangan Panjang No. Nama Saluran Q hulu Q hilir Pengukuran sepanjang daerah Saluran Efisiensi (m 3 /dt) (m 3 /dt) (m') Pengukuran (m') (%) Primer,56,474, 8,73% 276,7 78% 2 Sekunder,273,26 7, 5,7% 6.378,4 25% 3 Tersier,528,49., 3,79% 3.93, 89% Jumlah 64% 2.2. Curahan hujan andalan dan hujan efektif Panjang data curahan hujan yang digunakan untuk penelitian ini adalah 2 tahun, diperlukan komulatif curahan hujan selama 5 hari yang disebut dengan curahan hujan periode 5-harian. Tinggi curahan hujan periode 5-harian andalan adalah tinggi curahan hujan yang digunakan tanaman untuk mengganti kehilangan air akibat evapotranspirasi, perkolasi, kebutuhan pengolahan tanah dan penyiapan lahan. Tinggi curahan hujan andalan biasanya diperoleh dari tinggi curahan hujan yang memunyai peluang 8% ada (R 8) untuk tanaman padi dan yang memunyai peluang 5% ada (R 5) untuk tanaman palawija dengan formula (Chow, 994). Urutan R 8 n 5 Urutan R 5 n 2 dimana n adalah jumlah data curahan hujan periode 5-harian. Sebagai contoh untuk Januari I, n 2 maka: urutan R 8 2 / 5 5 dan R 5 2 / 2. Ini artinya nilai R 8 adalah berada pada urutan ke 5, sehingga R 8 = 58 mm dan nilai R 5 berada di urutan ke, sehingga R 5 = 97 mm. Demikianlah untuk periode yang lain seperti yang ditampilkan pada Tabel 2.2. Tabel 2.2. Tinggi curahan hujan andalan (mm) Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agust Sep Okt Nop Des Periode I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II Urutan 7, 6,89 2,83 2,2 7,25 4,44 4, 2, 3,7 4,5 5,2,5,5 3,,,5,5 2,5 3, 2,67 2,88 2,5 3,25 3, 2 35, 7,75 3,33 5,67 7,5 7, 4, 2, 5,57 5,94 5,86,67 6,75 3,5 2,83, 4,5 7, 5,29 4,33 4,6 6, 3,6 6, 3 35, 9,43 6,43 5,83 8,78 7, 4,67 8,33 6, 7, 7,98 2, 7, 3,64 3, 4,67 5,5 7,2 6, 6,33 5,79 6,56 6,3 7,25 4 4,,57 7, 7,,78 7,75 9,5 9,6 6,7 7,33 8,33 3, 8,4 6,25 6, 5, 6,33 9,5 7, 7, 8,75 8, 6,33 8,67 5 58, 74, 46, 45, 58, 49, 58,5 5, 4, 47, 27,, 3, 27, 2, 25, 37, 37, 37, 36, 46, 75, 38, 87, 6 6, 82, 5, 67, 59, 56, 88, 86, 4, 47,5 38, 29, 42, 35, 2, 35, 38, 6, 38, 38, 49, 86,5 45, 97, 7 65,, 53, 7, 7, 62, 95, 87, 6, 52, 4, 35, 49, 35, 8, 35, 42, 6, 6, 5, 74, 33, 63, 99, 8 69, 32, 54, 77, 79, 67, 99, 2, 66, 54, 43, 38, 49, 44, 32, 4, 52, 7, 64, 63, 95, 48, 74, 99,5 9 74, 4,5 58, 89, 89, 85,, 7, 67, 56, 45, 39,3 54, 47, 47, 43, 6, 72, 84, 66, 97, 5, 86,, 93, 44, 75, 9, 9, 9, 36, 4, 7, 64, 48, 43, 82, 53, 5, 58,5 64, 79, 88, 79, 3, 68,, 4, 97, 5, 79, 93, 93, 22, 49, 48, 9, 65, 6, 53,5 3, 55, 55, 64, 7, 83, 9, 85, 2, 87,8 3, 7, 2 32, 54, 8, 4, 95, 24, 66, 58, 98, 78, 63,8 55, 3, 6, 56, 65, 72, 86, 5, 9, 28, 9, 6, 24, 3 48, 62, 38, 2, 97, 25, 66, 6, 4, 88, 64, 56, 8, 83, 57,, 76,5 88, 29, 2, 33, 25, 26, 47, 4 75, 62, 46, 6,8 98, 68,5 89, 62, 9, 3, 64, 62, 24, 96, 6, 5,5 96, 98,5 32, 48, 46, 29, 37, 52, 5 98, 72, 5, 23,, 8, 9, 67, 2, 2, 74, 97, 38, 2, 66, 36, 96,5 9, 34, 2, 64, 29, 55, 76, 6 2, 73, 52, 49,5 6, 82, 92, 68, 2, 44, 78, 7, 68, 8, 7, 46, 23, 46, 4, 222, 84, 287, 89, 8, 7 264, 84, 52,5 64, 3, 2, 22, 69, 46, 47, 9,5 26, 87, 8, 7, 53, 46, 57, 66, 228, 23, 35, 93, 253, 8 268, 98, 53, 72, 25, 22, 28, 2, 92, 24, 37, 3, 36, 38, 85, 75, 65, 234,5 7, 243, 225, 362, 2, 299, 9 272, 229, 63, 2, 37, 24, 24, 25,5 24, 53, 32, 5, 3, 25, 24, 92, 244, 425, 364, 34, 326, 2 356, 462, 68, 267, 45,5 339, 29, 229, 7, - 72, 279, 28,5 243, 235, 25, 52, 366, 39, 329, Jlh data 2 2 2 2 2 9 2 2 2 8 2 2 8 2 2 8 2 2 2 2 2 2 2 2 Urutan 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 R 8 58, 74, 46, 45, 58, 49, 58,5 5, 4, 47, 27,, 3, 27, 2, 25, 37, 37, 37, 36, 46, 75, 38, 87, Urutan R 5 97, 5, 79, 93, 93, 22, 49, 48, 9, 64, 6, 53,5 82, 55, 55, 58,5 7, 83, 9, 85, 2, 87,8 3, 7, Berdasarkan data curahan hujan di atas, selanjutnya dilakukan perhitungan untuk curahan hujan efektif kebutuhan air tanaman. Untuk irigasi, curahan hujan efektif padi dan palawija diambil 7 % dari curahan hujan andalan dengan periode ulang rencana tertentu yaitu R 8 untuk padi dan R 5 untuk palawija dapat dilihat pada Tabel 2.2 atau 2.3. Berdasarkan nilai R 8 dan R 5 tersebut, maka VOLUME 2 NO., FEBRUARI 26 3
Menentukan Awal Musim Tanam dan Optimasi Pemakaian Air dan Lahan Daerah Irigasi Batang Lampasi Kabupaten Limapuluh Kota dan Kota Payakumbuh nilai hujan efektif R e dapat ditentukan, misalnya untuk bulan Januari I (t =5 hari, R 8 = 58, R 5 = 97 mm), maka : 7%, 7 Repadi R 8 58 2, 77 mm/hari t 5 7%, 7 Repalawija R 5 97 4, 527 mm/hari t 5 Jadi hujan efektif untuk padi adalah 2,77 mm/hari dan untuk palawija adalah 4,527 mm/hari. Untuk nilai curahan hujan efektif yang lain direkap pada Tabel 2.3 Tabel 2.3. Curahan Hujan Efektif Untuk Padi dan Palawija Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember Periode Hujan Andalan (mm) Hujan Efektif (mm/hari) Padi (R 8 ) Palawija (R 5 ) Padi Palawija I 58, 97, 2,77 4,527 II 74, 5, 3,238 6,563 I 46, 79, 2,47 3,687 II 45, 93, 2,423 5,8 I 58, 93, 2,77 4,34 II 49, 22, 2,44 5,338 I 58,5 49, 2,73 6,953 II 5, 48, 2,333 6,97 I 4, 9,,867 4,2 II 47, 64, 2,56 2,8 I 27, 6,,26 2,8 II, 53,5,467 2,497 I 3, 82,,4 3,827 II 27, 55,,8 2,46 I 2, 55,,56 2,567 II 25, 58,5,94 2,559 I 37, 7,,727 3,267 II 37, 83,,727 3,873 I 37, 9,,727 4,247 II 36, 85,,575 3,79 I 46, 2, 2,47 5,6 II 75, 87,8 3,5 8,764 I 38, 3,,773 5,273 II 87, 7, 3,86 5,9 2.3. Evapotranspirasi Potensial Evapotranspirasi potensial adalah nilai yang menggambarkan kebutuhan lingkungan, sekumpulan, atau kawasan pertanian untuk melakukan evapotranspirasi yang ditentukan oleh beberapa faktor, seperti intensitas penyinaran matahari, kecepatan angin, temperatur udara, dan tekanan udara. Evapotranspirasi potensial juga menggambarkan energi yang didapatkan dari matahari. ET c[ W R n ( W) f ( u)( ea ed)] dimana: ET = Evapotranspirasi Potensial (mm/hari); c = Faktor koreksi akibat keadaan iklim siang / malam; W = Faktor bobot; R n = Radiasi penyinaran matahari (mm/hari); ( W) = Faktor berat sebagai pengaruh angin dan kelembaban pada ET ; f(u) = Fungsi kecepatan angin pada ET ; (ea ed) = Perbedaan tekanan uap air jenuh dengan tekanan uap air nyata (mbar). Berdasarkan data yang telah didapat, maka pada bulan Januari: ET,87[,745 6,27 (,255)(,343)(,34)] 4,979 mm/hari. Untuk perhitungan bulan yang lain direkapitulasi pada Tabel 2.4. 4 JURNAL REKAYASA SIPIL
Mas Mera dan Hendra Tabel 2.4. Rekapitulasi Komponen Perhitungan Evapotranspirasi Potensial No Komponen Simbol Satuan Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nop Des Tekanan Uap Jenuh ea mbar 32,9 33,22 36,8 36,94 36,77 36,6 36,8 36,37 35,28 36, 36,3 36,28 2 Tekanan Uap Nyata ed mbar 3,866 32,334 35,747 35,748 35,8 35,622 35,82 35,6 34,55 33,527 34,688 35,28 3 Perbedaan Tek. Uap ea-ed mbar,34,886,53,92,969,978,998,354,25 2,573,442,252 4 Fungsi kecepatan Angin f(u) km/hari,343,344,338,345,34,346,35,343,348,349,35,346 5 Faktor pengaruh angin & kelembaban - W,255,228,234,235,234,233,234,23,229,229,229,23 6 Radiasi extra terrestial R a mm/hari 5,6 5,5 5,7 5,29 4,384 3,879 4,79 4,784 5,295 5,45 5, 4,86 7 Radiasi Gel. Pendek R s mm/hari 8,784 9,74 9,85 8,944 8,45 8,9 8,236 8,649 8,947 9,2 8,84 8,667 8 Radiasi Netto Gel. Pendek R ns mm/hari 6,588 6,85 6,888 6,78 6,3 6,89 6,77 6,487 6,7 6,759 6,63 6,5 9 Fungsi Tekanan Uap nyata f(ed),92,9,77,77,77,77,77,8,83,85,8,8 Fungsi penyinaran f(n/n),387,353,39,357,424,394,36,342,286,28,274,298 Fungsi suhu f(t) 5,88 6,89 6,29 6,23 6,25 6,78 6,2 6,44 6,98 6,3 6,8 6,3 2 Radiasi netto Gel. Panjang R n mm/hari,56,5,487,446,527,493,393,44,382,384,357,382 3 Radiasi netto R n mm/hari 6,27 6,295 6,42 6,262 5,784 5,596 5,784 6,46 6,329 6,375 6,272 6,8 4 Faktor Pembobot Rn W,745,772,766,765,766,767,766,769,77,77,77,77 5 Faktor koreksi c,87,92,94,9,82,77,78,85,89,9,87,85 Evapotranspirasi Potensial (Eto) mm/hari 4,979 5,378 5,453 5,322 4,877 4,78 4,862 5,62 5,43 5,58 5,38 5,28 2.4. Debit andalan periode 5 harian Debit andalan 5-harian memunyai tingkat keandalan sebesar 8%, yaitu debit dengan peluang kejadian 8% terpenuhi. Perhitungan debit andalan menggunakan Metode Ranking dengan mengurutkan data debit dari urutan terbesar ke terkecil sampai n-tahun. Dari urutan data debit dapat diketahui posisi Q 8 yang dapat dihitung dengan rumus (PU-986): m, 8n dimana: m = nomor urut data dari besar ke kecil; n = jumlah data tahun pengamatan. Contoh untuk Januari I, diketahui jumlah tahun pengamatan n = 2, sehingga: m, 8n, 8( 2 ) 7. Maka Q 8 berada di urutan m = 7, Maka Q 8 =,57 m 3 /s. Untuk periode-periode yang lain dapat dilihat pada Tabel 2.5 Tabel 2.5. Hasil perhitugan Debit Andalan periode 5-harian (m 3 /s) Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agus Sep Okt Periode I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II Urutan 4,55 9,64,36 6,22 8,59 9,39 5,28 2,65 6,9 3,89 8,27 9,6,55 4,23,27 8,54 8,95 8,25 9,2 2,43 2,77 4,68 3,6 5,4 2,6 9,64 9,68 7,56 8,59 9,39 2,2,47,46 3,89 8,27 9,6,55 4,23,27 8,54 8,95 8,25 9,2 2,43 2,77 4,68 8,93 4,9 3 8,44 9,2 8,59 6,94 7,82 8,47 2,2,37 8,78 8,75 6,52 6,44 6,86 4,76 4,7 6,79 5,98 5,82 6,6,62 9,45 2,75 4,4 4,9 4 7,44 6,79 7,7 6,94 6,4 7,45 7,34,6 8,78 7,26 5,95 3,84 4,6 2,73 3,79 4,49 5,92 5,73 6,3,6 8, 9,93 4,4 4,65 5 7,2 6,3 6, 6,94 5,65 6,97 7,28,6 8,2 5,52 3, 2,77 3,72 2,9 2,28 4,36 4,77 5,6 4,87 6,9 6,53 9,73 3,6 9,74 6 6,29 5,53 5,66 5,58 4,94 6,46 7,3 9,84 7,64 5,42 2,79 2,73 3,8 2,8 2,6 4, 2,82 3,22 4,87 6,62 5,44 8,26 6,86 7,94 7 6,7 5,35 5,66 4,39 3,84 6,25 7, 7,45 7,29 4, 2,53 2,47 2,76,84,89 2,56 2,49 3,3 4,24 5,35 5,4 6,5 5,24 6,9 8 4,6 4,6 4,23 4,23 3,79 5,98 6,88 5,79 6,7 3,8 2,43 2,32 2,55,75,73 2,48 2,3 2,79 3,4 4,86 5,22 6,5 4,9 6,8 9 4,28 3,64 4,8 3,55 3,49 5,5 6,5 5, 4,63 2,89 2,2 2,24,96,6,42 2, 2,28 2,45 2,8 4,8 3,29 3,72 3,85 6,8 4, 3,47 2,9 3,39 3,4 5,37 5,3 4,37 3,7 2,47 2,3,8,7,49,4,85,99 2,4 2,6 4,36 3,27 3,52 2,99 4,57 3,36 3,34 2,56 3,29 2,69 3,43 4,94 4,32 3,3 2,28,88,8,55,43,22,82,93 2,4 2,2 2, 3,27 2,84 2,86 3,49 2 3, 3,5 2,47 3,22 2,29 2,78 4,94 3,84 2,57 2,25,74,72,46,3,9,64,79,96 2,8 2,4 2,97 2,72 2,54 2,85 3 2,97 3, 2,37,73 2,3 2,32 2,25 3,38 2,4 2,5,7,56,4,3,,5,57,52 2,3,94 2,7 2,25 2,32 2,82 4 2,87 2,28 2,35,7,96,76 2,6 3,9 2,38,86,52,29,38,29,8,2,39,42,78,94 2,26 2,7 2,2 2,55 5 2,6 2,6 2,28,64,82,75 2,2 2,73 2,3,79,2,9,36,29,98,,35,39,68,63 2,3,8,6 2, 6,9,8 2,2,45,78,6,79 2,47,97,79,4,9,33,22,98,9,5,3,67,59,52,68,5,37 7,57,75 2,8,34,67,5,34 2,4,74,47,4,99,9,9,7,4,,2,45,2,37,57,5,36 8,56,72,8,28,65,44, 2,3,9,29,2,98,95,9,66,49,62,,34,8,36,47,99,26 9,76,32,38,9,32,6,93,7,,99,5,76,88,82,63,49,6,84,5,77,95,93,96,7 2,55,29,29,6,29,63,8,62,9,97,3,65,87,74,57,44,48,7,,5,7,83,76,86 Jlh data 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Urutan 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 Q 8,57,75 2,8,34,67,5,34 2,4,74,47,4,99,9,9,7,4,,2,45,2,37,57,5,36 2.5. Menentukan awal musim tanam Setelah mendapatkan debit andalan, kemudian dicari volume andalannya selama 24 jam. Sebagai contoh untuk periode Januari I diperoleh: Q 8 =,57 m 3 /s (diperoleh dari Tabel 2.5) dan t = 864 s (jumlah detik dalam hari). Jadi, volume andalan dalam hari adalah VOLUME 2 NO., FEBRUARI 26 5 Nop Des
Menentukan Awal Musim Tanam dan Optimasi Pemakaian Air dan Lahan Daerah Irigasi Batang Lampasi Kabupaten Limapuluh Kota dan Kota Payakumbuh V 3 8 Q8t,5(864) 35475m Untuk menentukan volume andalan V 8 dan ranking volume andalan dapat dilihat pada Tabel 2.6. Berdasarkan Tabel 2.6, maka untuk awal musim tanam dipilih Januari I ( 88 24 m 3 ), karena Januari I mendapatkan ranking terbesar kedua setelah Januari II ( 23 392 m 3 ). Tabel 2.6. Perhitungan komulatif volume andalan sungai dan rangking awal musim tanam Periode Debit Andalan Volume Andalan Kumulatif per musim tanam Kumulatif Volume Andalan (m 3 /s) (m 3 ) (m 3 ) (m 3 ) Jan I,57 35475 35475 II,75 5524 286999 5524 Peb I 2,8 88529 475528 3453 88529 II,34 5643 5972 455696 3472 5643 Mart I,67 4423 73542 599927 44843 259873 4423 II,5 29384 864786 7293 577787 389257 27364 29384 Apr I,34 579 98576 845 693577 5548 38945 24575 579 II 2,4 27664 8824 52765 924 7272 59769 452839 323455 27664.88.24 2 Mei I,74 5627 23392 5868 863339 747696 63466 47482 35829 5627.23.392 II,47 277 277 78986 99456 87483 73583 699 48548 277744.78.986 3 Juni I,4 98267 225384 98267 88723 9738 82885 699466 583675 376.88.723 5 II,99 85463 3847 8373 85463 58543 9433 784929 66939 46474.58.543 9 Juli I,9 93888 44735 27768 7935 93888 82 87887 76327 555362.8.2 II,9 2924 57659 38542 282275 9682 2924 9874 86595 658286 98.74 2 Agust I,7 6644 56834 4487 34292 257456 63568 6644 926595 7893 926.595 4 II,4 89964 658268 535 432884 34742 253532 568 89964 88895 88.895 9 Sep I, 948 75378 62596 527693 44223 348342 24548 84774 948 753.78 2 II,2 96925 722885 62468 53955 445267 342343 28698 9734 96925 722.885 24 Okt I,45 24934 24934 749553 66489 572 467277 46633 36669 22859 749.553 23 II,2 8776 22695 8776 7585 657962 55538 494393 44429 3962 75.85 22 Nop I,37 8598 33293 26359 8598 77656 673636 62992 52328 42828 776.56 2 II,57 3536 466653 3479 253958 3536 88996 748352 658388 563578 88.996 8 Des I,5 9926 56593 44979 35328 23462 9926 84762 757648 662838 847.62 7 II,36 7763 683676 558742 4798 352383 2723 7763 8754 786 875.4 6 Jan I,57 35475 8952 69427 66457 487858 352498 253238 9676 96.76 5 II,75 5524 97676 84574 75798 639382 5422 44762 97.676 3 Peb I 2,8 88529 3427 9465 82792 692552 593292.34.27 II,34 5643 6253 943555 8895 78935.62.53 8 Mart I,67 4423 87785 952425 85365.87.785 6 II,5 29384 889 982549.8.89 7 Apr I,34 579 9834.98.34 4 II 2,4 27664 Ranking 2.6. Rekapitulasi kebutuhan air Dalam mencari besarnya kebutuhan air untuk irigasi tanaman, dilakukan perhitungan kebutuhan air yang dipengaruhi oleh faktor-faktor yang telah dibahas sebelumnya. Berikut contoh perhitungan kebutuhan irigasi untuk pola tanam padi-padi-padi dengan awal tanam Januari II yang dapat dilihat pada Tabel 2.7. 6 JURNAL REKAYASA SIPIL
Tabel 2.7. Perhitungan kebutuhan air Daerah Irigasi Batang Lampasi pola tanam: Padi-Padi-Padi awal tanam Januari II Januari Pebruari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember De s e m be r No Periode I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II Pola tanam LP c3 c2 c (Padi) Padi LP Padi LP Padi I Eto (mm/hari) 4,979 4,979 5,378 5,378 5,453 5,453 5,322 5,322 4,877 4,877 4,78 4,78 4,862 4,862 5,62 5,62 5,43 5,43 5,58 5,58 5,38 5,38 5,28 5,28 II P (mm/hari) 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 III Re Padi (mm/hari) 2,77 3,238 2,47 2,423 2,77 2,44 2,73 2,333,867 2,56,26,467,4,8,56,94,727,727,727,575 2,47 3,5,773 3,86 IV Re Palaw ija (mm/hari) 4,527 6,563 3,687 5,8 4,34 5,338 6,953 6,97 4,2 2,8 2,8 2,497 3,827 2,46 2,567 2,559 3,267 3,873 4,247 3,79 5,6 8,764 5,273 5,9 V Koefisien Tanaman (Kc) Kc 3,95 LP,,,5,5,95 LP,,,5,5,95 LP,,,5,5 2 Kc 2, LP,,,5,5,95, LP,,,5,5,95, LP,,,5,5,95 3 Kc, LP,,,5,5,95,, LP,,,5,5,95,, LP,,,5,5,95, 4 Kc rata-rata,37 LP LP LP,83,67,7,667,37 LP,,,83,67,7,667,37 LP,,,83,67,7,667 VI Pergantian Lapisan Air (WLR) WLR 3(mm/hari) 3,3 - - - - - 3,3-3,3 - - - - - 3,3-3,3 - - - - - 3,3-2WLR 2(mm/hari) - - - - - 3,3-3,3 - - - - - 3,3-3,3 - - - - - 3,3-3,3 3WLR (mm/hari) - - - - 3,3-3,3 - - - - - 3,3-3,3 - - - - - 3,3-3,3-4 WLR rata-rata, - - -,, 2,2,, - - -,, 2,2,, - - -,, 2,2, VII Kebutuhan Air Penyiapan Lahan LP (mm/hari) 2,7 3,789 3,789 2,627 2,755 2,755 3,264 3,42 3,42 VIII Kebutuhan Air Irigasi Etc (mm/hari),577 2,7 3,789 3,789 5,98 5,87 5,4 3,548,544 3,789 3,47 3,47 5,267 5,86 5,248 3,44,74 3,264 3,42 6,39 5,83 5,74 5,35 3,478 2 NFR (mm/hari) 2,47 9,463,642,366 6,8 7,273 7,38 4,84 3,278,732,787 2,58 7,467 7,65 9,388 5,947 3,588,538,45 4,564 7,283 5,84 8,23 3,272 3 NFR (lt/dt/ha),286,95,347,35,787,842,854,557,379,357,364,456,864,88,86,688,45,335,32,528,843,676,952,379 4 Dr (lt/dt/ha),447,73 2,8 2,58,23,37,336,872,593 2,24 2,34 2,278,352,377,7,77,65 2,89 2,67,826,39,57,49,592 5 Dr (m 3 /ha) 38,639 48,35 82,3 77,789 6,388 3,772 5,45 75,32 5,272 83,527 84,389 96,799 6,88 8,962 46,853 93,35 56,2 8,482 78,566 7,399 3,925 9,352 28,76 5,87 DR (permusim tanam) 97,32 96,494 854,3 7
Untuk kebutuhan air yang lain dapat dilihat pada Tabel 2.8. berikut : Tabel 2.8. Rekapitulasi kebutuhan air irigasi No Pola Tanam Awal Tanam Musim Kebutuhan Air Irigasi (m 3 /ha) Tanam Padi Palawija I 952,9 - Januari I (Eksisting) II 8,264 - Padi - Padi III - - I 97,32 - Januari II II 69,67 - III - - I 942,993 - Januari I II 56,347-2 Padi - Padi - Padi III 988,267 - I 97,32 - Januari II II 96,494 - III 854,3 - I 952,9 - Januari I II 55,923-3 Padi - Padi - Palawija III - 69,795 I 92,553 - Januari II II 887,667 - III - 95, 2.7. Optimasi pemakaian air dan lahan Model optimasi yang digunakan adalah goal programming. Model optimasi ini memunyai fungsi sasaran/tujuan adalah memaksimalkan luas lahan; dan meminimalkan kebutuhan air, dan fungsi kendala adalah luas areal irigasi dan volume andalan sungai. Luas Daerah Irigasi Batang Lampasi yang difungsikan sebesar 5 ha, sedangkan volume andalan sungai dapat dilihat pada Tabel 2.9 (yang disarikan dari Tabel 2.6) berikut: Tabel 2.9. Rekapitulasi Volume Andalan Sungai Volume Andalan (m 3 ) Musim Tanam Januari I Januari II I.88.24.23.392 II 88.895 753.78 III 875.4 96.76 Penentuan solusi optimal menggunakan metode simpleks didasarkan pada teknik eleminasi Gauss Jordan. Penentuan solusi optimal dilakukan dengan memeriksa titik ekstrim satu per satu dengan cara perhitungan iteratif dan dilakukan tahap demi tahap yang disebut dengan iterasi. Berikut contoh tabel simpleks awal pada pola tanam padi-padi-padi dengan awal tanam Januari II pada Tabel 2.. 8
Mas Mera dan Hendra Tabel 2.. Simpleks Awal untuk pola tanam Padi- Padi- Padi pada Januari II C j P 2 P 2 P 2 P P P P 2 P 2 P 2 Basic Variable X a X b X 2 a X 2b X 3a X 3b d d 2 d 3 d 4 d 5 d 6 d d 2 d 3 d 4 d 5 d 6 RHS Rasio d 5 5 d 2 5 d 3 P 2 d 4 97 23392 24,442 P 2 d 5 69 75378 74,359 P 2 d 6 P 2 P Z j Z j 69 95647 C j Z j C j Z j 69 Tabel simpleks awal menunjukkan bahwa variable X a akan masuk basis d 4 -. Selanjutnya, dengan mengaplikasikan prosedur simpleks akan diperoleh solusi yang optimal seperti pada Tabel 2. berikut: Tabel 2.. Hasil Optimasi Untuk Pola Tanam Padi-Padi-Padi C j Basic Variable d d 2 d 3 P 2 d 4 P 2 d 5 P 2 d 6 P 2 P 2 P 2 P P P P 2 P 2 P 2 X a X b X 2a X 2b X 3a X 3b d d 2 d 3 d 4 d 5 d 6 d d 2 d 3 d 4 d 5 d 6 RHS 239,927 734,252 64,96 26,73 765,748 885,84 Rekapitulasi hasil perhitungan tabel simpleks yang lain dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut: Tabel 2.2. Rekapitulasi Luas Tanam Optimum dengan Tabel Simpleks Awal Tanam Musim Tanam Jenis Tanaman Pola tanam I II III I Padi (Ha) 247 26 247 Palawija (Ha) - - - Januari I II Padi (Ha) 748 766 766 Palawija (Ha) - - - III Padi (Ha) 886 - Palawija (Ha) - 5 I Padi (Ha) 24 24 39 Palawija (Ha) - - - Januari II II Padi (Ha) 74 687 848 Palawija (Ha) - - - III Padi (Ha) 72 - Palawija (Ha) - 5 Padi-Padi Padi-Padi-Padi Padi-Padi-Palawija KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengukuran debit sesaat, efisiensi saluran primer, sekunder dan tersier di Daerah Irigasi Batang Lampasi diperkirakan sebesar 64 %. Volume andalan terbesar adalah Januari II sebesar 23 392 m 3 dan Januari I sebesar 88 24 m 3, sehingga keduanya dipakai sebagai awal musim tanam. Optimasi pemakaian air dan lahan menggunakan metode goal programming, dengan fungsi sasarannya adalah memaksimalkan luas lahan dan meminimalkan kebutuhan air, fungsi kendalanya yaitu luas areal irigasi sebesar 5 Ha, volume andalan sungai, dan tiga alternatif pola tanam (padi-padi sebagai kondisi eksisting, padi-padi-padi, padi-padi-palawija) memberikan hasil VOLUME 2 NO., FEBRUARI 26 9
Menentukan Awal Musim Tanam dan Optimasi Pemakaian Air dan Lahan Daerah Irigasi Batang Lampasi Kabupaten Limapuluh Kota dan Kota Payakumbuh yang optimum yaitu awal musim tanam pada Januari II dengan pola tanam padi (39 ha) padi (848 ha) palawija (5 ha). UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih penulis tujukan kepada Kepala Dinas PSDA Provinsi Sumatera Barat dan Kepala Balai PSDA Wilayah Bukittinggi yang telah membantu menyediakan data sekunder. DAFTAR KEPUSTAKAAN Agus, I., 25, Irigasi dan Bangunan Irigasi. Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Padang Aji, P., 29 Studi Optimasi Penggunaan Air pada Daerah Irigasi Mrican Kanan di Kabupaten Kediri, Jawa Timur, Tesis Teknik Sipil, ITS Surabaya Mahmud, A., 29, Optimasi Potensi dan Pola Pemanfaatan Air Irigasi, studi kasus pada D.I Wawatobi, Penerbit Universitas Muhammadiyah Kendari. Pamuji, P., 27, Melakukan Optimasi Pengelolaan Air Irigasi D.I. Banjaran Kabupaten Banyumas Jawa Tengah. Jurusan Teknik Sipil UNSOED Purwokerto. PU, 986, Standar Perencanaan Irigasi KP- Perencanaan. Direktorat Jenderal Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum Taufan, L., Mochammad, Nadjaji, A. dan Edijatno 23, Studi Optimasi Pola Tanam Pada Daerah Irigasi Konto Kabupaten Jombang. Jurnal Teknik Pomits Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Volume 2, No., pp. -6. Talitha, J., 23, Studi Optimasi Penggunaan Lahan dan Air D.I. Kandis Kecamatan Lengayang Kabupaten Pesisir Selatan. Tesis Magister Teknik Sipil Universitas Andalas Padang Wahyudi, A., N. Anwar., dan Edijatno, 24, Studi Optimasi Pola Tanam pada Daerah Irigasi Warujayeng Kertosono dengan Program Linier Kabupaten Nganjuk. Jurnal Teknik Sipil ITS, Volume. 3, (24) No., pp. 3-35 ISSN: 2337-3539 (23-927 Print) JURNAL REKAYASA SIPIL